磁共振扩散加权成像在肺癌诊断中的应用

发布时间：2020-08-08 01:23

【摘要】： [研究背景] 肺癌发病率在世界上高居恶性肿瘤首位,肺癌的早期诊断和准确分期决定着手术方式和治疗方案,对提高患者的生存率和改善预后至关重要。以往主要以多层螺旋CT(MSCT)作为诊断的“金标准”,CT主要依靠形态学和血供特征来评价肺癌,对肿瘤内部特征的显示和评估尚有一些缺陷。同时,随着国际社会对CT检查辐射剂量累计危害的日益高度重视,也需要一种无辐射的新的检查方法来对肺部病变进行评估和监测。目前随着磁共振软硬件设备的飞速发展,克服了以往在肺部应用的一些局限性,使得肺部病变的MRI成像有了更多的探索和研究,磁共振功能成像(fMRI)在全身特别是体部的广泛应用,为肺部的功能成像积累了大量的经验,开辟了新的无创性的功能成像领域,使得胸部病变的MRI检查不仅仅局限于纵隔和胸壁胸膜,对肺部病变特别是肺癌的检出、诊断、分期和疗效评估等方面都有了新的进展。磁共振扩散加权成像(DWI)是唯一能在活体检测组织内水分子扩散运动的无创影像检查技术,能在宏观成像中反映活体组织中水分子的微观扩散运动。而本研究采用的多b值DWI技术,具有更多的优点。DWI在一定程度上可以安全有效地检出、鉴别诊断和评估肺部病变,为评价肿瘤的组织病理学特征提供更多的定量信息,达到定性和定量诊断的双重目的；通过分子水平评价肿瘤的内部特征,有助于反映肿瘤的分子生物学行为并可提供一种判断肿瘤预后的有效指标。第一部分多b值扩散加权成像对肺良恶性病变的鉴别诊断价值 [研究目的]探讨磁共振多b值扩散加权成像在肺部病变应用的可行性,评价ADC值和DWI信号强度对肺良恶性病变的鉴别诊断价值。[材料与方法]95例经胸部MSCT检查发现肺部不同性质病变患者,用GE 1.5T Excite HD磁共振成像仪,分别行常规T1WI、T2WI以及多b值DWI (b=0,300,600,900,1200s/mm2)扫描,测量病变在不同b值时的扩散信号强度,分别用公式计算不同b值时的ADC值,分别比较良恶性病变在不同b值时ADC值之间的差异,以及不同b值时不同病理类型,不同分化程度和不同大小肺癌之间的差异；评价58例图像质量较优的不同病理类型肺癌及炎性病变,分别以病灶同层面胸髓和胸壁肌肉为参照,采用5分制评分法,比较良恶性病变的信号强度差异,用ROC曲线比较相对信号强度对良恶性病变的鉴别诊断效能。 [结果]1.肺部病变ADC值均符合随b值递增而递减的规律,不同性质病变ADC值比较：①良恶性组比较：b=300s／mm2时,肺良恶性病变之间的ADC值有明显统计学差异(P=0.01530.05),随b值增大,良恶性病灶之间的ADC值均未见明显统计学差异(P0.05)。②不同病理类型肺癌的比较：b=300s／mm2时,腺癌与炎症,鳞癌与小细胞癌之间ADC值差异有明显统计学意义,其余组均无显著统计学差异。随b值增大,各组间均无明显统计学差异。③不同分化程度肺癌的比较：高分化与低分化肺癌,高分化腺癌与低分化腺癌之间差异有明显统计学意义。④不同大小肺癌的比较：不同大小肺癌、腺癌之间均无明显统计学差异。 2.5分制评分：以肌肉为参照诊断良恶性病变的ROC曲线下面积(0.738)与以胸髓为参照时的曲线下面积(0.701)无显著统计学差异(P=0.3095)。以胸壁肌肉为参照时的肺癌组DWI的信号强度评分(4.34±0.97)显著高于良性病变组(3.25±1.37,P=0.0036)；以分级3作为判断良恶性病变的界值,其诊断敏感性、特异性和准确性分别为81.58%,45.00%,75.86%。[结论]多b值扩散加权成像在肺部成像中有可行性和一定的临床应用价值；ADC值有助于鉴别肺部良恶性病变及不同病理类型、不同分化程度的肺癌；DWI的信号强度有助于肺部良恶性病变的鉴别诊断。第二部分多b值扩散加权成像对肺良恶性病变的鉴别诊断效能及b值优化探讨 [研究目的]评价多b值扩散加权成像对肺良恶性病变的鉴别诊断效能及多b值DWI技术的探讨；[材料与方法]95例肺部不同性质病变患者,分别行常规T1WI、T2WI以及多b值DWI (b=0,300,600,900,1200s/mm2)扫描,测量病变在不同b值时的扩散信号强度,用公式计算ADC值,绘制每个b值时的ROC曲线,用ROC曲线分析其鉴别诊断肺癌的敏感性、特异性和准确性,比较曲线下面积,并分析鉴别诊断肺良恶性病变的ADC界值。优化DWI诊断肺部病变的最佳b值。[结果]1.总的良恶性病变的ROC分析：四组总体之间的ROC曲线下面积差异有统计学意义(P=0.02780.05), b=300,600,900,1200 s/mm2时AUC值分别为0.699,0.642,0.615,0.559；b=300 s／mm2时,以1.25×10-3mm2／s作为诊断良恶性的界值,其敏感性、特异性和准确性分别为51.4%,87.0%,62.0%；2.总的腺癌与炎性病变的ROC分析：四组总体之间的ROC曲线下面积差异有统计学意义(P=0.03940.05),b=300,600,900,1200 s／mm2时AUC值分别为0.717,0.644,0.628,0.570：b=300 s／mm2时,以1.31×10-3mm2／s作为诊断良恶性的界值,其敏感性、特异性和准确性分别为55.5%,82.7%,64.7%；3.不同大小腺癌与炎性病变的ROC分析：以2cm为分界,,b-300,600,900,1200 s／mm2时,长径≥2cm腺癌四组总体之间的ROC曲线下面积差异有统计学意义(P=0.00180.05),AUC值分别为0.749,0.622,0.609,0.545；长径2cm腺癌四组总体之间的ROC曲线下面积差异无统计学意义(P=0.52330.05),AUC值分别为0.708,0.664,0.648,0.617；长径≥2cm腺癌获得最高AUC值为0.749(b=300s／mm2)；各组随b值增大,AUC值均逐渐减小。[结论]多b值DWI在肺良恶性病变的鉴别诊断中具有中等诊断效能,b=300 s／mm2时ROC曲线下面积最大,对肺癌和良性病变的鉴别诊断效能较高,DWI在肺部成像采用较小b值时诊断价值较高。第三部分ADC值与NSCLC的肿瘤细胞密度及预后因子的相关性研究 [研究目的]评价ADC值与肺癌病理特征的关系,初步探讨ADC值与肿瘤细胞密度及分子生物学预后因子的相关性,评价DWI预测肺癌预后的可行性。 [材料与方法]分析46例经我院手术病理证实的非小细胞肺癌患者,计算肿瘤在不同b值时的ADC值。病理学分析肿瘤病理标本,用Axioplan 2 imaging显微图像分析系统经图像输入、图像增强、图像分割、图像二值化处理及图像识别及图像分析处理进行核质比以及肿瘤细胞密度分析,用免疫组化方法分析肺癌的分子生物学预后因子,用Spearman相关分析分别评价不同b值时肺癌,肺腺癌的ADC值与肿瘤细胞密度、核质比、肿瘤预后因子的相关性。[结果]任意b值时肺癌的ADC值与肿瘤细胞密度呈明显负性相关(b=300 s／mm2时,相关系数最高,r值=-0.792,p.0001)；肺癌的ADC值与肿瘤细胞核质比和核胞比也呈明显负性相关(b=300s／mm2时相关性最好,r=-0.739,p.0001：r=-0.607,p=0.0187)。b值为300 s／mm2时,腺癌与预后因子Ki67之间存在一定的相关性(r=-0.565,p.005),其余各组不同类型肺癌与预后因子之间均无明显相关性。[结论]DWI的ADC值与肿瘤细胞密度呈负相关,与增殖指数Ki67存在一定的相关性。DWI有望成为预测肺癌预后的有潜在价值的方法。
【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R445.2
【图文】：

ROC曲线,ROC曲线,炎性病变,腺癌

2.2腺癌与炎性病变的ROC曲线2.2.1总的腺癌与炎性病变的ROC曲线45例腺癌与23例炎性病变，不同b值时的ROC曲线如图2一2所示，四组总体之f司的ROC曲线下面积差异有统计学意义(P=0.0394<0.05)，b=300，600，900，12005/mmZ对应的Aue值分别为。，7一7，0.644

ROC曲线,炎性病变,腺癌,ROC曲线

900， 12005/lnmZAuC值分别为0.749，0.622，0.609，0.545;可见b=300s/mmZ时，AUC值最大，随b值增大，AUC值逐渐降低(表2一4)。长径)Zcm腺癌与良性病变4个不同b值时总的ROC曲线如图2一3。表2一4不同b值时34例腺癌(长径)Zcm)与23例炎性病变的鉴别诊断效能b(s/inmZ)3006009001200AUC95%Cl0.749士0.065 (0.623，0.876) 0.622士0.075(0.474，0.769)0.60矢0.076 (0.460，0.759) 0.545士0.079(0.391，0.670)2.2.3长径小于2c二腺癌(n例)的ROC曲线四组曲线下的面积总体之间无明显统计学差异(P=0.5233>0.05)，b=300，600900，时

ROC曲线,腺癌,长径,ROC曲线

1一Sp吧e一f一r『贬y Cbl二3D0白仓台卜2二IDO己月卜云b」二口00自卜右考卜4，!200图2一4长径<Zcm腺癌与良性病变4个不同b值时总的ROC曲线47

【引证文献】